2017年湖北師範大學819光電子技術基礎考研大綱

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2017年湖北師範大學819光電子技術基礎考研大綱

 一、考查目標

光電子技術基礎重點考察學生對光電子系統資訊傳遞與處理的各個環節的基本概念、基本原理、基本分析方法的掌握情況,靈活運用所學知識解決實際問題的能力。

 二、考試形式與試卷結構

(一)試卷成績及考試時間

本試卷滿分為150分,考試時間180分鐘。

(二)答題方式

答題方式為閉卷、筆試。

(三)試卷內容結構

各部分內容所佔分值為:

光電子技術緒論約10分

光學基礎與傳播規律約10分

鐳射原理與技術約30分

光波導技術基礎約30分

光調製技術約20分

光電探測技術約20分

光電顯示技術約10分

光通訊無源器件技術約10分

光碟與光儲存技術約10分

(四)試卷題型結構

名詞解釋題:10小題,每小題5分,共50分

簡答題:10小題,每小題5分,共50分

分析計算題:5小題,每小題10分,共50分

(五)主要參考書目

朱京平等編著,《光電子技術基礎》,科學出版社,2009年。

三、考查範圍

一、考查目標

1、重點考察考生對光電子技術的基本知識、基礎理論和基本方法的掌握情況。

2、能夠靈活運用所學知識解決一些實際問題。

、考試內容

(一)緒論

1、所謂光電子技術

光電子技術是光子技術與電子技術相結合而形成的一門技術。光與物質中的電子相互作用及其能量相互轉換的相關技術,也是光波段的電子技術。

2、光電子技術的應用

光電子技術像其它高新技術一樣,在軍事方面的應用不可忽視,在醫學領域,通訊、文字閱讀、影象識別等領域也對人類的生活有極大的幫助,以及在遙感系統,探索宇宙奧祕等方面的也有貢獻。

(二)光學基礎知識與光場傳播規律

1、光學基礎知識

理解光的反射,光的折射,光的干涉,光的衍射,光的偏振,另外,還需掌握光的波粒二象性。

2、光場傳播規律

理解麥克斯韋方程組的物理意義,並由此推匯出波動方程,並且明白光是一種電磁波。

(三)鐳射原理與技術

1、鐳射產生的條件

有提供放大作用的增益介質作為鐳射工作物質,其啟用粒子適合於產生受激輻射的能級結構;有外界激勵源,將下能級的粒子抽運到上能級,使鐳射上下能級之間產生粒子數反轉;有光學諧振腔,增長啟用介質的工作長度,控制光束的傳播方向,選擇被放大的受激輻射光頻率以提高單色性。

2、鐳射器的種類

最常見的有固體鐳射器,氣體鐳射器,染料鐳射器,半導體鐳射器,還有其他型別的鐳射器包括準分子鐳射器、自由電子鐳射器、化學鐳射器,需要掌握幾種典型鐳射器的中心波長和輸出特性,明白其構造和工作原理。

3、鐳射脈衝原理與技術

為了改善鐳射的功率或者脈寬,採用各種技術,如鐳射選模技術、穩頻技、調Q技、鐳射鎖模技術。

(四)光波導技術基礎

1、光纖的基本結構和性質

纖芯的作用是約束光的傳輸。包層材料的目的是降低包層折射率,作用是把光強限制在纖芯中。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離,並起一定的機械保護作用。在包層外還有一層塗覆層,其主要成分是環氧樹酯或矽橡膠等高分子材料,目的是增強光纖的柔韌性、機械強度和耐老化特性。理解單模光纖,多模光纖、階躍光纖和漸變光纖。

2、光纖色散與脈衝展寬

色散即是光脈衝沿著光纖行進一段距離後造成的頻寬變粗,它是限制傳輸速率的主要因素。模間色散只發生在多模光纖,因為不同模式的光沿著不同的路徑傳輸。材料色散不同波長的光行進速度不同。波導色散發生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時,會以稍有不同的速度行進。

(五)光調製技術

1、晶體光學及其光在晶體中的傳播

晶體是由組成物質的微粒在空間按照一定的規則週期性排列形成的一種晶態固體。晶體的各向異性是指其巨集觀性質隨觀察方向的不同而不同。

2、各種調製技術

光調製使通過改變光波的振幅、強度、相位、頻率或偏振等引數,使傳播的光波攜帶資訊的過程。掌握電光調製、聲光調製、磁光調製的基本結構及其原理。

(六)光電探測技術

1、光探測器效能引數

理解光探測器的光電特性、伏安特性、溫度特性、前歷效應、頻率特性、時間響應、光譜特性。

2、光電探測方式以及物理意義

光電直接檢測系統是將光訊號直接入射到光檢測器的光敏面上,光檢測器響應於光輻射強度而輸出相應的電流和電壓。

在相干探測中,光探測器輸出的電流振幅、頻率和相位都隨訊號光的振幅、頻率和相位的變化而變化,因此可以把頻率調製和相位調製的訊號光像幅度調製或強度調製一樣進行解調。

(七)光電顯示技術

1、光電顯示技術基礎

理解發光機理,掌握CCD的工作原理,並掌握一些概念,如亮度、亮度、色調、飽和度、坎德拉、流明、對比度、灰度、分辨力、發光顏色。

2、各種顯示技術

掌握和理解各種顯示的原理,如陰極射線顯示、液晶顯示、電漿體顯示、場致發光顯示。

(八)光通訊無源器件技術

1、光纖聯結器、光衰減器、光耦合器

光無源器件是光纖通訊裝置的重要組成部分,也是其它光纖應用領域不可缺少的元器件。光纖聯結器是以低損耗的方法把光纖或光纜相互連線起來的器件。光衰減器是可按照使用者的要求將光訊號能量儘量進行預期衰減的器件。光耦合器使傳輸中的光訊號在特殊結構耦合區發生耦合並進行再分配。

2、光波分複用器、光隔離器、光開關

光波分複用器是指多模波導往往激勵出多種不同的模式,在輸出埠通常有不同的分配特性。光隔離器是為了避免回返光對光源等器件的工作產生影響並對回返光進行抑制。光開關是指由一種具有一個或多個可選擇的傳輸埠、可對光傳輸線路或整合光路中的光訊號進行相互轉換或邏輯操作的器件。

(九)光碟與光儲存技術

1、光碟的製作以及原理

瞭解光儲存於光碟,只讀儲存光碟,一次寫入光碟,可擦重寫光碟,光碟襯盤材料。

2、光資訊儲存技術

光儲存目前達到的儲存密度和資料傳輸速率遠不能滿足飛速發展的資訊科技要求。高密度和快讀寫的光儲存技術成為非常重要和極其迫切的課題,採用近場光學掃描顯微技術,三維立體儲存技術是目前比較流行的方法。